Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (S2)
specjalność: energetyka odnawialnych źródeł energii
Sylabus przedmiotu Energetyka termojądrowa:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Energetyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Energetyka termojądrowa | ||
| Specjalność | technologie jądrowe i wodorowe | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Technologii Energetycznych | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Monika Lewandowska <Monika.Lewandowska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wiedza i umiejętności z podstaw termodynamik, fizyki jądrowej oraz fuzji jądrowej.i. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie się z fuzją opartą na uwięzieniu plazmy w polu magnetycznym (magnetic confinement fusion) i fuzją bezwładnościową (inertial confinment fusion) oraz wybranymi eksperymentami. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Analiza, w oparciu o symulacje numeryczne, wybranych zagadnień cieplno-przepływowych dotyczących chłodzenia magnesów nadprzewodnikowych lub działania instalacji kriogenicznych wykorzystywanych w technologii fuzji jądrowej. | 16 |
| T-P-2 | Prezentacja i dyskusja wyników zrealizowanych zadań | 4 |
| 20 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Procesy syntezy w gwiazdach, powstawanie pierwiastków. Cykl słoneczny. Reakcje fuzji jądrowej i możliwość ich zastosowania w energetyce jądrowej. Problemy syntezy: bilans energetyczny, warunki zapłonu plazmy. Zagadnienia materiałowe. Plazma: metody grzania i utrzymywania plazmy (metoda magnetyczna i bezwładnościowa). Technologie oparte na pułapce magnetycznej: stellerator i tokamak. System elektromagnesów nadprzewodnikowych w tokamaku. Chłodzenie kriogeniczne. Wprowadzenie i omówienie eksperymentu ITER Koncepcja prototypowej elektrowni termojądrowej. Zaliczenie. | 20 |
| 20 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-P-2 | Praca własna studenta. | 8 |
| A-P-3 | Konsultacje. | 2 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 20 |
| A-W-2 | Praca własna studenta. | 4 |
| A-W-3 | Konsultacje. | 1 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z wykorzystaniem środków do prezentacji multimedialnych. |
| M-2 | Ćwiczenia projektowe |
| M-3 | Konsultacje. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Aktywność na zajęciach |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Prezentacja ze zrealizowanego zadania |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Pisemny egzamin. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ENE_2A_TJiW/06_W01 Student ma wiedzę z zakresu podstawowych reakcji termojądrowych i możliwości ich wykorzystania w celu pozyskiwania energii oraz zakresu podstaw bezwładnościowej fuzji jądrowej i podstaw technologii fuzji jądrowej z wykorzystaniem magnetycznego uwięzienia plazmy. | ENE_2A_W02, ENE_2A_W03 | — | — | C-1 | T-W-1 | M-1, M-3 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ENE_2A_TJiW/06_U01 Student potrafi sformułować podstawowe prawa fizyczne dotyczące fuzji jądrowej i zastosować je do rozwiązywania prostych problemów fizycznych z zakresu fuzji jądrowej. | ENE_2A_U01 | — | — | C-1 | T-P-1, T-P-2 | M-1, M-3, M-2 | S-1, S-2 |
| ENE_2A_TJiW/06_U02 Student potrafi rozwiązać proste zagadnienia inżynierskie dotyczące zagadnień cieplno-przepływowych w technologii fuzji jądrowej. | ENE_2A_U02, ENE_2A_U03 | — | — | C-1 | T-P-1, T-P-2 | M-1, M-3, M-2 | S-1, S-2 |
| ENE_2A_TJiW/06_U03 Student potrafi przygotować i przedstawić krótka prezentację poświęconą wynikom zrealizowanego zadania. | ENE_2A_U04 | — | — | C-1 | T-P-1, T-P-2 | M-3, M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ENE_2A_TJiW/06_K01 Student rozumie potrzebę uczenia się oraz podnoszenia swoich umiejętności i kompetencji zawodowych. | ENE_2A_K04 | — | — | C-1 | T-P-1, T-P-2, T-W-1 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| ENE_2A_TJiW/06_K02 Student potrafi współdziałać i pracować w zespole. | ENE_2A_K05 | — | — | C-1 | T-P-1, T-P-2 | M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ENE_2A_TJiW/06_W01 Student ma wiedzę z zakresu podstawowych reakcji termojądrowych i możliwości ich wykorzystania w celu pozyskiwania energii oraz zakresu podstaw bezwładnościowej fuzji jądrowej i podstaw technologii fuzji jądrowej z wykorzystaniem magnetycznego uwięzienia plazmy. | 2,0 | |
| 3,0 | Na egzaminie zaliczeniowym uzyskał od 51% do 65% maksymalnej ilości punktów | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ENE_2A_TJiW/06_U01 Student potrafi sformułować podstawowe prawa fizyczne dotyczące fuzji jądrowej i zastosować je do rozwiązywania prostych problemów fizycznych z zakresu fuzji jądrowej. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi sformułować niektóre prawa fizyczne dotyczące fuzji jądrowej i niewielkim stopniu potrafi zastosować je do rozwiązywania prostych problemów fizycznych z zakresu fuzji jądrowej. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ENE_2A_TJiW/06_U02 Student potrafi rozwiązać proste zagadnienia inżynierskie dotyczące zagadnień cieplno-przepływowych w technologii fuzji jądrowej. | 2,0 | |
| 3,0 | Student słabo radzi sobie z rozwiązywaniem prostych zagadnień inżynierskich dotyczących zagadnień cieplno-przepływowych w technologii fuzji jądrowej. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ENE_2A_TJiW/06_U03 Student potrafi przygotować i przedstawić krótka prezentację poświęconą wynikom zrealizowanego zadania. | 2,0 | |
| 3,0 | Student pobieżnie przygotował i przedstawił krótka prezentację poświęconą wynikom zrealizowanego zadania. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ENE_2A_TJiW/06_K01 Student rozumie potrzebę uczenia się oraz podnoszenia swoich umiejętności i kompetencji zawodowych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student słabo rozumie potrzebę uczenia się oraz podnoszenia swoich umiejętności i kompetencji zawodowych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ENE_2A_TJiW/06_K02 Student potrafi współdziałać i pracować w zespole. | 2,0 | |
| 3,0 | Student ujawnia mierne zaangażowanie w pracy zespołowej. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- red. K. Jeleń i Z. Rau, Energetyka jądrowa w Polsce, Wolters Kluwer Polska, 2012, rozdz. Andrzej Gałkowski: Energetyka termojądrowa: stan obecny badań i perspektywy wdrożenia, str. 152-185
- red. T. J. Dolan, Magnetic fusion technology, Springer
Literatura dodatkowa
- R.G. Sharma, Superconductivity. Basics and Applications to Magnets, Springer
- Y. Iwasa, Case studies in superconducting magnets, Springer